扬声器锥形盘复合模具设计【冲压毕业课程设计含14张CAD图+说明书论文1.2万字33页】
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!【包含文件如下】【冲压冲裁模具类】CAD图纸+word设计说明书.doc[12000字，33页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
其余零件图12张.dwg
工件图.dwg
装配图.dwg
设计说明书.doc[12000字，33页]
报告选题.doc
锥形件扬声器复合模具设计
摘 要
本次设计为锥形件冲压模具设计，通过分析，发现工件有落料、拉伸、冲孔三个基本工序，需要设计一个复合模来实现工件的生产。要求设计的模具设计浅显易懂，利用我们所学知识，可以对我们们所学知识有个系统的学习和掌握，做到学以致用。
首先，对锥形件做全面的研究。研究的内容有：结构的分析、所达到的精度、工序的安排是否合理等。设计比较合适的排样方式，可以做到降低成本的效果；然后进行模具设计整体的工艺计算和分析，选用合理的方案。工艺分析和计算的内容包括合理的方案的选择和工序的安排组合，根据材料来计算模具所使用的冲压力，从而选择合适的压力机。模具刃口的选择和计算，选择和是的凸凹模间隙可以提高模具的寿命；而且只有刃口的精度保证了，我们工件的精度才能保证。
最后，根据我们计算出地凸凹模刃口尺寸数据和模具设计过程中的结构，尽量选用合适的标准件，做到标准化，从而完成装配图以及主要零件的设计。最后在进行确定和校核模具高度，选择合适的标准模架，进行压力机校核，以满足实际生产的需要。
关键词：复合模，冲压工艺，模具设计，落料拉深
目 录
1 绪论1
1.1 冲压加工的特点1
1.2 资料及工具准备3
2 零件图及工艺方案的拟订4
2.1 锥形件工艺结构性分析4
2.2 工艺方案的确定5
3 工艺设计7
3.1 计算毛坯尺寸7
3.2 排样方法与原则8
3.3 确定搭边值8
3.4 计算各工序的压力9
3.5 压力机的选择12
3.6 模具类型及结构形式的选择13
4 模具工作零件刃口尺寸计算14
5 模具零件的设计18
5.1 模具结构形式的选择18
5.1.1 凸、凹模外形的确定18
5.1.2 拉深冲孔凸凹模20
5.1.3 落料拉深凸凹模20
5.2 卸料板的设计21
5.2.1 卸料板外型设计21
5.2.2 卸料板材料的选择21
5.2.3 卸料板整体精度的确定22
5.3 固定板的设计22
5.4 垫板的设计24
5.5 模架的选择25
5.5.1 模架的选用25
5.5.2 模具的闭合高度26
5.5.3 压力机技术参数的校核26
7 模具材料的选用及其他零部件的设计27
7.1 弯曲模用钢应具有的力学性能27
7.2 弯曲模零件材料选用原则27
7.3 冲裁模具的调试29
7.4 模具的检测29
总结30
致谢31
参考文献32
- 内容简介：
-
宜宾职业技术学院 毕业设计 题目 ：锥形件扬声器 复合模具设计 系 部 现代制造系 专 业 名 称 模具设计与制造 班 级 模具 11201 姓 名 文琦 指 导 教 师 曾欣 2014 年 10 月 15 日 I 锥形件扬声器 复合模具设计 摘 要 本次设计为锥形件冲压模具设计 ，通过分析，发现工件有落料、拉伸、冲孔三个基本工序，需要设计一个复合模来实现工件的生产。要求设计的模具设计浅显易懂，利用我们所学知识，可以对我们们所学知识有个系统的学习和掌握，做到学以致用。 首先，对锥形件做全面的研究。研究的内容有：结构的分析、所达到的精度、工序的安排是否合理等。设计比较合适的排样方式，可以做到降低成本的效果；然后进行模具设计整体的工艺计算和分析，选用合理的方案。工艺分析和计算的内容包括合理的方案的选择和工序的安排组合，根据材料来计算模具所使用的冲压力，从而选择合适的压力机。模具刃口的选择 和计算，选择和是的凸凹模间隙可以提高模具的寿命；而且只有刃口的精度保证了，我们工件的精度才能保证。 最后，根据我们计算出地凸凹模刃口尺寸数据和模具设计过程中的结构，尽量选用合适的标准件，做到标准化，从而完成装配图以及主要零件的设计。最后在进行确定和校核模具高度，选择合适的标准模架，进行压力机校核，以满足实际生产的需要。 关键词 ：复合模，冲压工艺，模具设计，落料拉深 录 1 绪论 . 1 压加工的特点 . 1 料及工具准备 . 3 2 零件图及工艺方案的拟订 . 4 形件工艺结构性分析 . 4 艺方案的确定 . 5 3 工艺设计 . 6 算毛坯尺寸 . 6 样方法与原则 . 6 定搭边值 . 7 算各工序的压力 . 8 力机的选择 . 10 具类型及结构形式的选择 . 11 4 模具工作零件刃口尺寸计算 . 13 5 模具零件的设计 . 17 具结构形式的选择 . 17 、凹模外形的确定 . 17 深冲孔凸凹模 . 18 料拉深凸凹模 . 19 料板的设计 . 20 料 板外型设计 . 20 料板材料的选择 . 20 料板整体精度的确定 . 20 定板的设计 . 21 板的设计 . 22 架的选择 . 23 架的选用 . 23 具的闭合高度 . 24 压力机技术参数的校核 . 24 7 模具材料的选用及其他零部件的设计 . 25 曲模用钢应具有的力学性能 . 25 曲模零件材料选用原则 . 25 裁模具的调试 . 26 具的检测 . 27 总结 . 28 致谢 . 29 参考文献 . 30 1 1 绪论 压加工的特点 近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、压延、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 58现在可以对厚度达 25厚板实现精密冲裁，并可对 b 900高强度合金材料进行精冲。 由于引入了 压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或压延毛坯进行优化设计。 此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。 为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势，发展了一 些新的成形工艺（如高能成形和旋压等）、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。 近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精 密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精 2 密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 58现在可以对厚度达 25厚板实现精密冲裁，并可对 b 900 由于引入了 压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。 此外，对 冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。 发展了一些新的成形工艺（如高能成形和旋压等）、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。 快速原型制造（ 术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散 /堆积（即材料累加）成形思想，根据零件 型、快速自动完成复杂的三维实体（原型）制造。 术是集精密机械制造、计算机、 术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继 术之后的一次技术革命。 术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化（ 叠层实体制造（ 激光选区烧结（ 三维打印（ 3融沉积成形（ 不 同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射（热喷涂）等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的 1/4 左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快 3 速制模技术，进一步深入发展的方向。 术还可以解决石墨电极压力振动（研磨）成形法中母模（电极研具）制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了 基于 向工程技术） /模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。 料及工具准备 课程设计开始前必须预先准备好冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册、 模具设计与制造 、现代模具制造等技术资料，及图板、图纸、绘图仪器等工具。也可将课程设计全部或部分工作安排在计算机上用 软件来完成，相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。 设计步骤： 冲压模课程设计按以下几个步骤进行。 （ 1）拟定冲压工序安排方案、画 出冲压工序图、画出待设计模具的排样图； （ 2）计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等，初选压力机吨位； （ 3）确定压力机吨位； （ 4）设计及绘制模具装配图； （ 5）设计及绘制模具零件图； （ 6）按规定格式编制设计说明书； （ 7）课程设计面批后或答辩。 4 2 零件图及工艺方案的拟订 形件工艺结构性分析 件图 图 1形件工件图 工件图：如图 1示 名称： 锥形扬声器 材料： 10 钢 板厚： 1 毫米 件的工艺性分析 锥形件的材料是常用的碳素结构钢，牌号是 力学性能如下： =260 360b=330 450 s=200 由图可知，工件为自由公差，精度为 件需要批量生产。该工件形状虽然简单，但是尺寸较比较大，厚度为 1 毫米，模具设计过程中需要注意一下几点： （ 1）有图 1形件的结构简图可知，该工件为锥形件盒结构，属于拉伸，底部一般需要考虑整形，但是由于工件对精度要求并不高，所以可以忽略整形结构。 （ 2）锥形件高度较 低，设计中我们不需要考虑多次拉伸，能够一次拉伸成 5 即可。锥形件盒底面，需要设置合适的工艺角，同时需要冲孔工艺。 （ 3）由于工件厚度挺大，对磨具的冲击也比较大，选用耐磨的材料，可以有效的提高模具的寿命。 （ 4）工件较大，设计过程中要分析多种取件结构。模具结构上设计好推件和取件方式。 艺方案的确定 根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序：落料、拉深。 根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案： 方案一 以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构 都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方便，费时间，生产效率低。 方案二 落料与拉深、冲孔在复合模中加工成半成品。采用了落料与拉深的复合模，提高了生产率。对落料以及拉深的精度也有很大的提高。 方案三 采用带料级进多工位自动压力机冲压，可以获得较高的生产效率，而且操作安全，但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置。模具的结构比较复杂，制造周期长，生产成本高。 根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案二最适合。即落料、拉深、冲孔在同一复合模 中完成，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。 6 3 工艺设计 算毛坯尺寸 零件的坯料直径 D 按图中线尺寸计算： 根据拉深件尺寸，其零件高度为 h=30，则查表可知切边余量 =2，则 H=30 d 凸 =134d=（ 110+60） /3=85 12 2 0 . 5 1 2 . 5r r m m 根据公式 ： 如下图代入数据： 21 3 4 4 8 5 3 0 1 . 7 2 8 5 5 1 6 6m m m m 取 D=166 1 / 1 6 6 0 . 6 % ,查相关表格，可用也可不用压料圈，但为了安全起见，拉深时采用压料圈。 图 3坯图 样方法与原则 由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就2 2 21 2 2 14 1 . 7 2 0 . 5 6 -D d d h d r r r r 凸 （ ） （ ） 7 必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便 、合理。 定搭边值 搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值 面 a= 从视测方面来讲，该零件的排样应该采用直排最合理。排样图如图 3示。 图 3样图 从图 3可知：进距 S=166+料宽度 b=166+269料规格拟用 1400000锈钢板。查冲压模具设计了操作方便采用横裁。 裁板条数： 1 4000 23169An b 条 8 每条个数： 12 1 4 0 0 2 81 6 7 . 2 个 每板总个数： 12 2 3 8 1 8 4n n n 材料利用率： %100 n 面 （ 3 1 8 4 2 1 6 4 2 . 5 100%1 4 0 0 4 0 0 0 算各工序的压力 （ 1）落料力 平刃凸模落料力的计算公式为 （ 3 式中： N）； 可通过 量。 与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（ P 的范围内，一般 k 取为 在实际应 用中，抗冲剪强度 的值一般取材料抗拉强度b的 便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度b的 80%。查表取 =450b。落料的周长通过 量得： 因此，该冲件的落料力的计算公式为： . 8 5 2 1 . 5 1 . 0 4 5 0 =244062N 9 （ 2）卸料力 一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算： 卸料力： 卸 （ 3 式中： N） 1K 值可查教材。这里取 1K 为 因此： 0 . 0 4 2 4 4 0 6 2 9 7 6 2 . 5 卸 （ 3）拉深力 一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图 3图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得 的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。 深力变化曲线 10 由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是笔尖困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面 的拉应力不超过其材料抗拉强度为依据，采用经验公式进行计算。对于带凸缘锥形件形零件的拉深力近似计算公式为： 拉（ 3 式中： K 里取 1； b； 通过 量， l=300 因此： 1 3 0 0 1 . 0 4 5 0 1 3 5 0 0 0 力机的选择 压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。 因拉落 ，故总冲压力 F F F F 拉落 卸 （ 3 = 2 4 4 0 6 2 9 7 6 2 . 5 1 3 5 0 0 0 N 因此初选压力机 压力机参数如表 3示。 11 表 3力机的工艺参数 压力中心的确定： 模具压力中心的确定特别的作用，如果压力中心没有位于模柄的投影下面，模具工作的时候容易失衡，短期不会出现什么问题，随时模具工作的时间增加，会逐渐的磨损凹模和凸模，导致模具的工作寿命大大缩短，甚至提前报废。所以为了提高模具的寿命和使用年限，必须确定压力中心，保证压力中心和模柄尽量重合，即使不重合，也要保证模具的压力中心位于模具的投影下面。本次设计中，由于模具使用复合膜，而且压力中心即为几何中心，所以模具的压力中心选择工件的几何中心即可。 具类型及结构形式的选择 根据形态特征，工艺方案和精密零件，设备的主要技术参数的选择，加工和生产的安全条件，选定模具类型和结构形式。 拉伸件如果高度太低，无法使用复合膜，因为拉伸直径和毛坯直径相差太小，就会导致模具凸凹模的壁厚无法满足，则落料拉伸凸凹模的壁厚会太小，模具结型号 2323公称压力 /00 160 250 350 400 630 滑 块行程 /5 55 65 100 100 100 最大闭 合高度 /80 220 270 290 330 400 闭合高度调节 /5 45 55 60 65 80 滑块中心线至床身 距离 /30 160 200 200 250 310 滑块底面尺寸 /后 150 180 220 260 260 570 左右 170 200 250 300 300 860 工作台板厚度 /5 40 50 50 65 80 模柄孔尺寸/径 30 40 40 40 50 50 深度 35 60 60 70 70 70 12 构也就降低，从而导致模具的刚度度不足。本模具中，凸凹模壁厚的最小值九毫米能够保证强度，所以能够采用复合模。 本次设计采用典型的落料拉伸冲孔复合模结构，落料采用正装时，拉伸采用倒装式。 顶件时采用依靠橡胶或者弹簧来工作的顶件装置，这样的 好处是，不但可以起到顶件的作用，同时还可以在拉深过程中起到压边的作用。 13 4 模具工作零件刃口尺寸计算 冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则： （ 1）落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。 （ 2）考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口 尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，任能冲出合格的零件。 （ 3）在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。 采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件。 （ 1）落料 时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。 d 0)( （ 4 0m i n)2( （ 4 式中： 14 避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取 X= 对于未标注公差可按 计算，根据教材上表查得，冲裁模刃口双面间隙： m i n m a 1 0 , 0 . 1 4Z m m Z m md、p模制造偏差，这里可以按 选取 : 落料刃口尺寸： 166件尺寸公差按 精度选取，得工件尺寸偏差 查表得0 . 0 2 5 , 0 . 0 3 5m m m m凸 凹 校核间隙：不满足凸 +凹 Z 条件，可作如下调整： )(4.0 m i nm a x 凸 = )(i nm a x 凹 0)(= 0 . 0 2 40(1 6 6 0 . 5 1 . 0 ) =m i n)( = 00 6(1 6 5 ) = 2）拉深时，拉深模直径尺寸的确定的原则，与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同，只是具体内容不同，这里不在复述。 拉深凸模和凹模的单边间隙 Z=算凸凹模制造公差，按 精度选取，由附录表 4 查得，对于拉深尺寸 0 . 0 4 6 凸 凹。 15 因拉深件注外形尺 寸，按凹模进行配作： d ) （ 4 式中： 即有 0 . 0 4 601 1 0 ( 1 1 0 0 . 5 . 7 4 )d =深凸模则按凹模的基本尺寸 ,并要求按单面（或双面）拉深间隙配作： 000 . 0 4 6 0 . 0 4 61 1 0 ( 1 0 9 . 6 3 2 1 . 1 ) 1 0 7 . 4 3p （双面间隙） 对于拉深尺寸 0 . 0 3 3 凹凸。 因拉深件注外形尺寸，按凹模进行配作： ) （ 4 式中： 即有 0 . 0 3 306 0 ( 6 0 0 . 5 0 . 5 2 )d =深凸模则按凹模的基本尺寸 ,并要求按单面（或双面）拉深间隙配作： 000 . 0 3 3 0 . 0 3 36 0 ( 5 9 . 7 4 2 1 . 1 ) 5 7 . 5 4p （双面间隙） （ 3）冲孔时，对于冲孔 孔， 0 . 0 2 0 m m 0 . 0 2 5 凸 凹，。 校核间隙：不满足凸 +凹 Z 条件，但相差不大，可作如下调整： )(i nm a x 凸= )(i nm a x 凹 16 因数由表查得， ，则为： 30凸 00 . 0 1 63 0 0 . 5 0 . 2 1 （ ）00 . 0 1 63 0 . 1 5 30凹 0 . 0 2 403 0 . 1 0 5 0 . 1 4（ ） 7 5 模具零件的设计 具结构形式的选择 、凹模外形的确定 凹模常用的外形一般分析圆形凹模和长方形的凹模。凹模的外形尺寸一定要具有较高的降低和耐磨性。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲压工件的最大外形尺寸来确定的，如图 5 凹模各尺寸计算公式如下： 凹模边壁厚 H= （ 5 凹模边壁厚 c （ 5 凹模板边长 L=c （ 5 凹模板边宽 B=c （ 5 式中： 虑坯料厚度的影响，查表 5 表 5数 K 值 查表 5K= 根据公式（ 5计算落料凹模板的尺寸： 凹模厚度： H=66 = 根据公式（ 5计算凹模边壁厚： 材料料宽 s/毫米 材料厚度 t/毫米 1 1 3 3 6 50 50 100 100 200 200 18 c 取凹模厚度为 30，边壁厚为 40毫米。 由于是拉深模，凹模厚度同时要结合拉深的高度，最终确定凹模的尺寸。 选用圆形凹 模取： DH=2500模结构如图 5 图 5模 深冲孔凸凹模 工件为锥形件形拉深，所以拉深凸模设计出圆柱形刃口，为依靠固定板进行固定，设计出台阶，凸模固定板依靠螺钉和圆柱销和下模座固定。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用 12工作部分热处理淬硬58 62 对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上做的正确。为了使零件容易在拉深后被脱下，在凸模的工作深度 可以作成一定锥度 52 。 19 图 5深冲孔凸凹模 料拉深凸凹模 该复合模中的凸凹模是主要工作零件，由于落料拉伸冲孔三个工序，模具有上凸凹模，通过上固定板和固定在上模座，固定是采用螺钉拧紧，圆柱销定位。凸凹模的结构图分别如图 5示。 图 5料拉深凸凹模 20 料板的设计 料板外型设计 在冲裁工艺分析中已经选择了固定装置，利用卸料板进行卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与 凹模的边界尺寸相等。为了防止磨损取卸料板和凸凹模的间隙为 米。 因为本设计采用固定卸料板，同时又卸料板和导料板作为一个整体，既固定卸料导料板。由于卸料板和导料板做成一个整体，所以卸料导料板厚度选择为 40 毫米。卸料板的最终确定尺寸 2500 料板材料的选择 卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是 45钢。 45 钢是优质碳素结构钢，它的质量较好，含碳量（ 波动小，性能较稳定。 料板整体精度的确定 卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选 取 ，粗糙度为 内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选取 ，粗糙度为 个螺纹孔和挡料销、导料销有定位的作用，所以精度要求要高一些为 ，粗糙度为 料板结构如图 5示。 图 5料板 21 定板的设计 凸模固定板主要是固定凸模，保证凸模有足够的强度，使凸模与落料凹模、上模座、垫板更好的定位。凸模与凸模固定板的配合按 H7/ 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 则凸模固定板的厚度： （ （ 5 式中： 凸模 固定板 厚度 ； 凹模厚。 根据公式（ 5上固定板厚度为： （ =（ =（ 40 =24 32 上固定板厚度取 30毫米。 22 图 5定板 板的设计 模具使用垫板的作用是承受直接的冲压力传递，还可以将冲压力进行扩散分担，如果对材料超过材料的许用应力的冲压力时，需要添加的凸模和上模座 之间垫防止模具破损。 垫板外形尺寸可与凸模固定板相同，其厚度一般取 3 20毫米，查参考文献中冲裁模具设计与制造 得垫板尺寸为 2505 23 图 5板 架的选择 架的选用 采用落料、拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否过薄。本次设计中凸凹模的最小壁厚为 15 毫米，满足钢材最小壁厚 1 t m m 的要求能够保证足够的强度，故采用复合模。 模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压 边与顶件，缓冲器可以外购，无需设计，另外还需要固定卸料装置。这种结构的优点是操作方便，结构简单，卸料力比较大，结合本次设计综合考虑，采用固定卸料板。 24 从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择后侧导柱模架，由凹模外形尺寸确定，（ 按其标准选择具体结构尺寸如下 上模板 250 45 模板 250 55 柱 35 230 20 钢 导 套 35 120 50 20 钢 压入式模柄 60 115 具的闭合高度 所谓的模具的闭合高度 H 是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。 模具的实际闭合高度，一般为： 冲头进入凹模深度下模板厚度下垫板厚度下固定板的厚度凹模厚度冲头长度上垫板厚度上模板厚度模H 该副模具使用上垫板厚度为 15果冲头（凸凹模）的长度设计为 105模（落料凹模）设计为 60固定板厚度取 30头进入凹模的深度为 30闭合高度为： 2 7 0 m 模 力机技术参数的校核 （ 1） 模具闭合高度的校核： 模具闭合高度为： H=270压机最大封闭高度 330合高度调节为 65，使用垫板可以满足 105m i nm a x 要求。 （ 2） 冲压过程中落料力（ F=大，压力机的公称压力 400P ，公 ，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要求。 （ 3 ） 模具最大安装尺寸为 50540力机工作台台面尺寸为70060满足模具的正确安装。 25 7 模具材料的选用及其他零部件的设计 曲模用钢应具有的力学性能 冷冲模材料应具有的性能： 冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦 等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。 （ 1） 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在 60度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。 （ 2） 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高 冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。 （ 3） 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等。 （ 4） 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变 形等。 曲模零件材料选用原则 （ 1） 要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料； （ 2） 要针对模具的失效形式选用钢材，钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括： 为防模具开裂，要选用韧性好的材料； 为防磨损，应选用合金元素高的材料； 对于大型冲模应选用淬透性好的材料； 26 为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢； 为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 （ 3） 要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原 则选用； 对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。 （ 4） 要根据冲模零件的作用选择； 凸模凹模钢材选用，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属，而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。 （ 5） 要根据冲模精密程度选用。 在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。 综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表 8选择 弯曲模工作零件所用的钢材。 表 7曲模工作零 件材料的选用 选 择说明：在选择弯曲凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能可以满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降低成本；反之，就应该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、中型弯曲模，其材料成本与模具总成本 10%18%左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。 裁模具的调试 模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造零件名称 使用条件 选用材料 凸模，凹模，凸凹模，凸、凹模镶块，连续模，侧刃凸模 形状简单，弯曲材料厚度 小批量生产的冲裁 曲厚度 t 小于等于 3状复杂，或弯曲厚度 t 大于3中小批量冲裁 求批量较大，使用寿命较长的弯曲模 要加热弯曲模 3 5627 的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的 调整和修理，直到模具正常工作中冲出合格的制件为止。 冲裁模具经试冲合格后，应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使用压力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。 在模具制造中，模具零件的检验与模具装配试模后的验收是模具加工过程中的重要工艺环节。模具零件加工及装配质量好坏，对模具的使用寿命有着较大的影响。加强模具装配后及模具零件加工各工序间质量检验，是确保模具质量的重要手段。因此，模具生产单位在生产过程中，要健全模具零件及模
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